KR102572181B1 - 말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물 - Google Patents

말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax) 및 털보말벌(Vespa simillima simillima Smith)의 에탄올 추출물을 순차적 유기용매 분획하여 회수된 에틸아세테이트 분획물을 유효성분으로 함유하는 광범위 항균 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 항균 조성물의 유효성분으로서의 등검은말벌 및 털보말벌 추출물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 그람 양성 세균, 그림 음성 세균 및 진균에 대한 우수한 광범위 항균 활성을 나타내어, 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가물, 각종 세정제 및 각종 청결제 등의 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 등검은말벌 및 털보말벌 추출물은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Description

말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물{ANTIMICROBIAL COMPOSITION COMPRISING THE EXTRACT FROM WASP}
본 발명은 말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax) 및 털보말벌(Vespa simillima simillima Smith)의 에탄올 추출물을 순차적 유기용매 분획하여 회수된 에틸아세테이트 분획물을 유효성분으로 함유하는 광범위 항균 조성물에 관한 것이다.
인류는 병원성 미생물의 침입을 방어하고, 식품 부패 미생물을 제어하기 위하여 다양한 항균제와 방부제를 사용하여 왔다. 그러나, 화학 항균제 및 방부제의 경우, 다양한 세균과 진균에 우수한 항균력을 보이는 반면, 장기간 사용시에는 알러지(allergy)에 의한 발적, 혈관성 부종, 골수 억제, 빈혈, 위염, 퇴행성 뇌질환 등의 많은 부작용이 나타나게 된다. 실제 미국에서는 클로람페니콜(chloramphenicol) 등의 부작용이 심한 항생제 사용을 금지한 바 있다. 따라서, 안전성이 확보되어 있으면서 장기간 사용 경험이 있는 천연물을 이용한 천연 항균제 개발에 관한 다양한 연구가 진행 중에 있다.
한편, 미국 질병관리예방센터(U.S. Center for Disease Control and Prevention)에 따르면, 병원 내 혈류 감염이 미국에서 주된 사망 원인 중 하나이다. 또한, 피부 및 연조직을 통한 병원성 세균 및 진균의 감염은 보편적인 의학적 질병으로 인식되어 있으며, 주로 외상 또는 수술에 의하여 유발되는 것으로 이해되고 있다. 많은 병원성 세균 및 진균의 감염은 감염의 중증도에 따라 그 처치 방법이 다르지만, 경구용 항미생물제 및 국소 청결로 성공적인 치료가 가능하다. 그러나, 근원적인 위험 인자(예를 들면, 혈관 혈류 이상, 당뇨) 및/또는 치료하기 어렵거나 다중-내성인 세균 및 진균에 의해 유발된 감염을 갖는 환자에서 흔히 발생하는 보다 심하거나 복잡한 감염은 정맥 내 항미생물제 치료 및 침입성 외과적 조직 제거 등의 조치가 필요할 수도 있다. 실례로, 글라이코펩타이드계 항생물질인 반코마이신은 다중-약물-내성 그람-양성균, 특히 MRSA, 응고효소-음성 스태필로코커스 및 엔테로코커스에 의해 야기된 심한 병원 내 감염에 대해 성공적으로 사용되어왔다. 그러나, 최근 반코마이신에 대해 내성을 갖는 균주의 분리가 증가하고 있음이 보고되고 있으며, 현재의 항생제로는 병원균 중 일부균에 의해 유발된 심한 감염에 대한 치료가 매우 제한되어 있는 것이 사실이다. 따라서, 점차 증가되고 있는 내성균에 대한 보다 효과적인 새로운 항생물질 개발의 필요성이 증가되고 있다.
한편, 말벌은 벌목 말벌과의 곤충으로, 꿀벌 및 기타 소형 곤충을 잡아먹는 포식 곤충이다. 전 세계적으로 5속(Vespa, Vespula, Dolichovespula, Parapolybia, Polistes)의 30 여종이 존재하며, 국내에서는 좀말벌(Vespa analis parallela Andre), 노란줄말벌(V. baslis Smith), 꼬마장수말벌(V. ducalis Smith), 검정말벌(V. dybowskii Andre), 등무늬말벌(Vespa crabro crabroniformis Smith), 말벌(V. crabro flavofasciata Cameron), 장수말벌(V. mandarinia Smith), 털보말벌(V. simillima simillima Smith), 황말벌(V. smillima xanthoptera Cameron), 등검은말벌 (V. velutina nigrithorax)의 10종이 알려져 있다. 말벌은 종에 따라 서식처와 분포지가 차이가 있으며, 주로 낮은 산, 나무꼭대기, 땅속에서 말벌집을 짓고 집단으로 서식한다.
말벌은 화분매개를 담당하기도 하며, 기생자 및 포식자의 역할을 수행한다. 특히, 일부 말벌은 꿀벌 성충을 포식하여 양봉산업에서 해충으로 인식되고 있으며, 점차 그 피해가 증가되고 있다. 최근에는 말벌쏘임으로 인간 및 동물에게 위협이 되고 있으며, 강력한 말벌 독으로 인해 여러번 쏘인 경우 사망하기도 한다. 따라서, 말벌 피해를 막기 위한 유인, 포집(정준성 등, 2018. Trends in Agriculture & Life Sciences 56: 35-45) 및 특정 주파수를 이용한 제어 연구(Kim et al., 2019. J. Apiculture 34: 7-13) 등이 진행되고 있다.
국내에서는 말벌을 예로부터 자양강장 식품으로 인식하여 왔으며, 대표적으로 말벌을 술에 담아 만든 말벌주를 염증, 간질, 경련 및 치아질환 치료를 위해 음용하여 왔다(허준, 동의보감, 1615년). 그러나, 말벌에 대한 연구는 매우 제한적이며, 기존 연구의 대부분은 말벌 생태와 분류(Murat et al., 2016, Carbohydrate Polymers 145: 64-70) 및 말벌독(Xinwang et al., 2013, Toxicon 74: 151-157: Yoon et al., 2015, Journal of Asia-Pacific Entomology 18: 815-823)에 대한 연구이며, 말벌 자체의 유용 생리활성에 대한 연구는 전무한 실정이다. 말벌독에 관한 연구로는 강력한 용혈활성 및 세포독성이 보고되어 있으며, 최근 histamin, serotonin, phospholipase A2, hyaluronidase 등에 의한 소염작용, 알러지 유발 및 신경독성 등이 확인되어 있다(Lee, B. H., Park, H. J. 1998. J. Korean Environ. Sci. Sco. 62-66; Sabe et al., 2017. Med. Inflamm. 6978194. doi: 10.1155/2017/6978194). 또한, 말벌에 쏘인 후 나타나는 급성 혈전증에 의한 피해는 지속적으로 보고되고 있으며(Chen, DM. et al., 2004. The American journal of medicine 116: 567-569; Min JH et al., 2013. Korean circulation journal 43: 561-564), 말벌독에 포함된 항균성 펩타이드(예, 마스토파란)는 적혈구 용혈활성이 강력하여 실제적 항균제로의 사용은 어렵다고 알려져 있다(하연조, 2019. 경상대학교 박사학위논문). 그러나, 현재까지 인간 적혈구 용혈활성을 나타내지 않으면서 강력한 광범위 항균 활성을 나타내는 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물에 대한 보고는 알려진 바 없다.
말벌과 관련된 특허로는, 대한민국 등록특허 제10-2028363호 [유해성 말벌 퇴치 시스템], 제10-2075057호 [말벌을 산 채로 수집할 수 있는 말벌 포획장치]가 알려져 있으며, 제10-1972070호 [장수말벌의 일벌로부터 분리된 봉독을 함유하는 통풍의 예방 또는 치료용 조성물], 제10-1972074호 [장수말벌의 일벌로부터 분리된 봉독을 함유하는 알츠하이머 질환의 예방 또는 치료용 조성물], 제10-1374327호 [장수말벌독 추출물을 이용한 기능성 화장료 조성물]이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-1999-0039050호 [말벌 독 추출물을 함유하는 여드름 예방 및 치료제], 제10-2012-0111206호 [말벌을 이용한 기능성 화장품 조성물 제조방법], 제10-2012-0100450호 [장수말벌을 이용한 기능성 화장품 조성물 제조방법], 제10-2005-0028992호 [말벌을 이용한 민속주의 제조방법 및 그에 의해 제조된 말벌을 이용한 민속주]가 공개되어 있다. 그러나, 현재까지 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물의 강력한 광범위 항균 활성에 대한 특허는 알려진 바 없다.
하연조, 2019. 경상대학교 박사학위논문
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 등검은말벌 및 털보말벌로 이루어지는 군으로부터 선택되는 말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax) 및 털보말벌(Vespa simillima simillima Smith)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물을 제공한다.
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
상기 추출물은 에탄올 추출 후의 에틸아세테이트 분획물인 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 항균 조성물의 유효성분으로서의 등검은말벌 및 털보말벌 추출물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 그람 양성 세균, 그림 음성 세균 및 진균에 대한 우수한 광범위 항균 활성을 나타내어, 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가물, 각종 세정제 및 각종 청결제 등의 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 등검은말벌 및 털보말벌 추출물은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 실시예에서 사용된 장수말벌, 털보말벌 및 등검은말벌의 사진도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 말벌을 대상으로 항균 활성을 검정하기 위하여, 먼저 국내의 장수말벌, 털보말벌 및 등검은말벌을 수집한 후 이를 수세하여 이물질을 제거하고 30% 에탄올에 침지하여 1년간 침출하였다. 이후, 추출액을 여과하고 감압농축하여 에탄올 추출물을 조제하고, 상기 에탄올 추출물로부터 순차적 유기용매 분획물인 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 잔류물을 회수하였으며, 상기 털보말벌 및 등검은말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 항균 활성 성분으로 확인하였으며, 상기 활성 성분은 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가짐을 확인함으로서 상기 털보말벌 및 등검은말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 항균 조성물로 활용하고자 하였다.
따라서, 본 발명은 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax) 및 털보말벌(Vespa simillima simillima Smith)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 말벌 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물을 제공한다.
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
상기 추출물은 에탄올 추출 후의 에틸아세테이트 분획물인 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물의 제조 방법 및 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발명자들은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 3종의 말벌을 채집하는 단계; 말벌 추출물을 제조하는 단계; 말벌 추출물로부터 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올의 순차적 유기용매 분획물 조제 및 이후 얻어지는 물 잔류물의 조제 단계; 상기 추출물 및 분획물의 항균 활성 평가 단계 및 에틸아세테이트 분획물의 활성물질의 안정성 조사 단계의 실험들을 수행하였다.
본 발명의 조성물에 포함되는 말벌 추출물은 말벌을 30% 에탄올로 추출하는 단계 및 상기 추출액을 0.06mm 이하의 여과망을 사용하여 여과하고, 이를 감압농축하는 단계에 의해 수득될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용매는 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1~4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 주정, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매 등을 이용할 수 있으며, 열수, 또는 30% 에탄올 추출이 가장 바람직하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 말벌을 열수 또는 에탄올로 추출할 수 있다. 또한, 상기 열수 또는 에탄올 추출물은 헥센, 에틸아세테이트 및 부탄올의 유기용매로 순차 또는 각각 분획하여 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 잔류물을 추가적으로 수득할 수도 있다.
본 발명의 말벌 추출물은 감압건조 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 이들은 혈장 내의 다양한 분해효소에 분해되지 않으며, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 약학적 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사용액의 주사제 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다. 이러한 약학적 조성물에는 추가적으로 담체, 부형제 또는 희석제 등이 더 포함될 수 있으며, 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물에서 항균 활성을 갖는 성분의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 당 1 내지 5,000mg, 바람직하게는 100 내지 3,000mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 다양한 경로를 통하여 대상에 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내(intra-cerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 일반적인 모든 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 유효성분을 표적 세포로 전달할 수 있는 임의의 장치를 이용해 투여될 수도 있다. 본 발명에서 "대상"은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 인간, 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함하고, 바람직하게는 포유류, 보다 바람직하게는 인간을 의미한다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 건강 기능 식품의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 건강 기능 식품은 병원성 미생물의 감염 우려가 높은 대상으로부터 감염의 가능성을 낮추어 줄 수 있는 효과적인 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 항균 활성이 우수한 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 활성 성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100 ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 건강 기능 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다. 상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 향미제의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다. 상기 외에 본 발명의 건강 기능 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강 기능 식품은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 상기 활성 분획물 100 중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 화장료 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 본 발명의 항균 활성이 우수한 성분을, 예를 들어, 에센스, 영양크림, 바디로션, 린스, 샴푸, 바디클렌저, 로션, 스킨, 마스크팩 등의 형태로 제조될 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 형태로의 제조는 당업자에게 알려진 다양한 제조 공정에 따라 용이하게 수행될 수 있을 것이다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 동물 사료 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 동물은 식물에 대응하는 생물군으로 주로 유기물을 영양분으로 섭취하며, 소화나 배성 및 호흡기관이 분화되어 있는 것을 말하고, 구체적으로는 극피동물, 갑각류, 연체동물, 어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류일 수 있으며, 바람직하게는 성게류 또는 해삼류와 같은 극피동물, 게, 새우, 대하 등의 갑각류를 포함하는 절지동물, 두족류, 복족류 또는 이매패류 등의 연체동물, 참돔, 도미, 대구, 가자미, 넙치 등의 어류, 꿩 또는 닭 등의 가금류를 포함하는 조류 또는 돼지, 소, 염소 등의 포유류일 수 있다.
상기 동물 사료용 조성물은 본 발명의 항균 성분을 포함하는 항균 조성물에 곡물, 식물성 단백질 사료, 동물성 단백질 사료, 당분 또는 유제품을 추가로 포함할 수 있다. 상기 곡물은 구체적으로는 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀일 수 있고, 상기 식물성 단백질 사료는 구체적으로는 평지, 콩 및 해바라기를 주성분으로 하는 것일 수 있으며, 상기 동물성 단백질 사료는 구체적으로는 혈분, 육분, 골분 및 생선분일 수 있고, 상기 당분 또는 유제품은 구체적으로는 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분일 수 있다.
상기 동물 사료용 조성물은 추가로 영양 보충제, 소화 및 흡수 향상제, 성창 촉진제 또는 질병 예방제와 같은 성분을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 동물 사료용 조성물에 포함되는 항균 조성물은 사료의 사용목적 및 사용조건에 따라 달라질 수 있으며, 일 예로 최종 생산된 사료 1kg을 기준으로 상기 항균성 조성물이 0.1g 내지 100g 포함될 수 있다.
또한, 상기 사료 조성물은 성분들의 분쇄 정도에 따라 경점성의 조립 또는 과립 물질로 제조될 수 있으며, 상기 조성물은 메쉬로 공급되거나 추가 가공 및 포장을 위해 원하는 분리된 형상으로 형성시킬 수 있으며, 저장을 위해 펠렛화, 팽창화 또는 압출 공정을 거칠 수 있으며, 저장의 용이성을 위해 바람직하게는 과잉의 물을 건조 제거될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 첨가제는 사용되는 식품, 화장품 또는 동물 사료에 보존성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로서, 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 식품, 화장품 또는 동물용 사료에 안전하게 적용할 수 있다.
상기 첨가제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 첨가제 중 항균 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 항균 조성물은 세정제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 세정제는 바람직하게는 의류용 세제, 식기 세척제, 식품 세정제, 가전제품 세척제일 수 있다. 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 더욱 바람직하게는 주방용품 또는 식품세척 등을 포함하는 각종 생활용품의 세척이나 항균성 부여를 목적으로 사용할 수 있다.
상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 첨가물을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 세정제 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가제와 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 세정제 중 항균성 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균성 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균성 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 항균 조성물은 청결제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 청결제는 일상 생활에서 흔히 감염되기 쉬운 병원성 미생물의 체내 감염을 예방 차원에서 수행하기 위하여 간단한 방법으로 손, 구강 또는 여성용 청결제 등의 용도로 사용될 수 있다. 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 손, 구강, 여성용 청결제로 사용하는 경우에도 안전하게 적용할 수 있다.
상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으나, 액상형의 경우 편리한 사용이 가능할 것이다.
또한, 상기 청결제 중 항균 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 말벌 채집 및 말벌 추출물 조제
2019년 8월에 경북 지역에서 장수말벌, 털보말벌, 등검은말벌을 채집하였으며, 각각의 말벌 종류 확인은 곤충 전문가인 안동대학교 정철희 교수를 통해 확인하였다(도 1). 채집된 말벌은 별도의 전처리 없이 30% 에탄올에 담구어 1년간 추출하였으며, 100마리에 대해 약 5리터를 첨가하였다. 이후 말벌을 건져내고 추출물을 여과한 후 감압건조하여 말벌 추출물을 회수하였다.
실시예 2: 말벌 추출물의 성분 분석
실시예 1에서 제조된 말벌 추출물을 대상으로 추출물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총당 및 환원당 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출 검액 400μl에 50μl의 Folin-ciocalteau, 100μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고, 여과한 추출 검액 400μl에 90% diethylene glycol 4ml를 첨가하고 다시 1N NaOH 40μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다. 환원당은 DNS법으로, 총 당은 phenol-sulfuric acid법을 이용하여 정량하였다.
[표 1] 말벌 추출물의 성분 분석
그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 3종의 말벌 추출물은 29.8~40.1mg/g의 총 폴리페놀 함량을 보였으며, 등검은말벌에서 가장 높은 함량을 보였다. 총 플라보노이드는 3.5~8.0mg/g 함량을 보였으며 등검은말벌에서 가장 높은 함량을 보였다. 반면, 총당 함량은 털보말벌 추출물에서 가장 높은 121.1mg/g을 나타내어 장수말벌보다 1.46배 높았으며, 환원당의 경우는 53.6~60.6mg/g으로 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
실시예 3: 말벌 추출물의 항균 활성 평가
실시예 1에서 조제된 말벌 추출물의 항균 활성을 평가하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 항균 활성 평가에 사용된 균주로는, 그람 음성균으로서 Escherichia coli KCTC 1682, Proteus vulgaris KCTC 2433, Pseudomonas aeruginosa KACC 10186, Salmonella typhimurium KCTC 1926을 사용하였고, 그람 양성균으로는 Staphylococcus aureus KCTC 1916, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Listeria monocytogenes KACC 10550, Bacillus subtilis KCTC 1924를 사용하였다. 한편, 항진균 활성 평가를 위해서는 Saccharomyces cerevisiae IF0 0233 및 캔디다증 진균감염증 원인균 Candida albicans KCTC 1940을 사용하였다.
먼저, 항세균 활성 평가의 경우, Nutrient broth(Difco Co., USA)에 각각의 세균을 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양한 후, 각 균주를 O.D.600 0.1로 조정하여 Nutrient agar(Difco Co., USA) 배지를 포함하는 멸균 petri dish(90mm, 녹십자, 한국)에 100μl씩 도말하고, 각각의 시료 5μl를 멸균 disc-paper(지름 6.5mm, Whatsman No. 2)에 가하여, 37℃에서 24시간 동안 배양하였으며, 진균의 경우에는, Sabouraud dextrose(Difco Co. USA)를 이용하여 동일한 방법으로 30℃에서 24시간 동안 배양 후, 생육저지환의 크기를 측정하여 항균활성을 평가하였다. 대조구로는 항세균제인 엠피실린(ampicillin)과 항진균제인 마이코나졸(miconazole, Sigma Co., USA)을 각각 1μg/disc 농도로 사용하였으며, 생육저지환의 크기는 육안으로 생육이 나타나지 않는 부분의 지름을 mm 단위로 측정하였고, 3회 이상 평가 후 대표 결과로 나타내었다.
[표 2] 말벌 추출물의 항균 활성
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 먼저 항세균 활성대조구로 사용된 엠피실린(1μg/disc)의 경우, 그람 양성 세균 및 그람 음성 세균에 대해 9.0~30.0mm의 생육 억제환을 나타내어 광범위하면서도 강력한 항세균 활성을 확인하였으며, 항진균제인 마이코나졸(1μg/disc)의 경우 C. albicans 및 S. cerevisiae에 대해 각각 8.5mm의 생육 억제환을 나타내었다. 한편, 장수말벌, 등검은말벌, 털보말벌 추출물의 경우 500μg/disc 농도에서 그람 음성균의 경우 Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa에 대한 약한 항균활성을 보였으며, 그람 양성 세균인 Bacillus subtilis에 대한 항균 활성을 보였다. 그러나, 기존 항생제에 대해 강력한 활성은 나타내지 않았다.
실시예 4: 등검은말벌, 털보말벌 및 장수말벌 에탄올 추출물의 순차적 유기용매 분획물의 제조 및 분획물의 성분 분석
상기 실시예 3을 통해 말벌 추출물이 항세균 활성이 우수함을 확인하여, 이에 말벌 추출물을 대상으로 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적 유기용매 분획하였으며, 최종적으로 물 잔류물을 회수하였다. 유기용매 분획 효율 및 분획물의 성분 분석 결과는 표 3에 나타내었다.
[표 3] 등검은말벌, 털보말벌, 장수말벌 에탄올 추출물의 순차적 유기용매 분획물의 제조 및 분획물의 성분 분석
표 3에 나타낸 바와 같이, 등검은말벌 추출물의 53.24%는 부탄올 분획, 33.4%는 물 잔류물로 이행되어, 추출물의 대부분이 수용성 성분임을 알 수 있었으며, 추출물 중 에틸아세테이트 분획물은 12.5%를 차지하였다. 분획물의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 부탄올 분획에서 가장 높은 54.1mg/g, 물 분획물에서 40.8mg/g을 나타내었으며, 에틸아세테이트 분획물은 상대적으로 낮은 26.0mg/g을 나타내었다. 그러나, 총 플라보노이드 함량 분석 결과에서는 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 12.0mg/g을 보였다. 총당의 경우에도 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 136.3mg/g을 보인 반면, 환원당 함량은 물 잔류물에서 가장 높은 20.4mg/g을 나타내었다. 따라서, 상기의 에틸아세테이트 분획물은 당류가 결합된 폴리페놀/플라보노이드 구조의 화합물을 다량 함유하고 있는 것으로 판단된다.
한편, 털보말벌 추출물의 81.2%는 부탄올 분획, 11.7%는 물 잔류물로 이행되어, 등검은말벌 추출물과 유사하게 대부분이 수용성 성분임을 알 수 있었으며, 추출물 중 에틸아세테이트 분획물은 5.3%를 차지하였다. 분획물의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 부탄올 분획에서 가장 높은 50.1mg/g, 물 분획물에서 41.8mg/g을 나타내었으며, 에틸아세테이트 분획물은 상대적으로 낮은 13.2mg/g을 나타내었다. 그러나, 총 플라보노이드 함량 분석 결과에서는 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 9.7mg/g을 보였다. 총당의 경우에는 부탄올 분획물에서 가장 높은 150.7mg/g을 보인 반면, 환원당 함량은 물 잔류물에서 가장 높은 16.2mg/g을 나타내었다. 따라서, 상기의 에틸아세테이트 분획물은 당류가 결합된 폴리페놀/플라보노이드 구조의 화합물을 다량 함유하고 있는 것으로 판단된다.
마지막으로 장수말벌 추출물의 85.8%는 부탄올 분획, 7.9%는 물 잔류물로 이행되어, 등검은말벌 추출물과 유사하게 대부분이 수용성 성분임을 알 수 있었으며, 추출물 중 에틸아세테이트 분획물은 6.1%를 차지하였다. 분획물의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 에틸아세테이트 분획에서 가장 높은 39.3mg/g, 부탄올 분획물에서 26.8mg/g을 나타내었으며, 물 잔류물은 상대적으로 낮은 13.8mg/g을 나타내었다. 총 플라보노이드 함량 분석 결과에서도 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 7.3mg/g을 보였다. 총당의 경우에는 특이하게 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 102.3mg/g을 보인 반면, 환원당 함량은 부탄올 잔류물에서 가장 높은 12.9mg/g을 나타내었다. 따라서 상기의 에틸아세테이트 분획물은 당류가 결합된 폴리페놀/플라보노이드 구조의 화합물을 다량 함유하고 있는 것으로 판단된다.
실시예 5: 등검은말벌, 털보말벌 및 장수말벌 추출물의 분획물의 항균 활성 평가
실시예 4에서 제조한 등검은말벌, 털보말벌 및 장수말벌 추출물의 분획물을 이용하여 실시예 3의 항세균, 항진균 활성 평가와 동일한 방법으로 항균 활성을 측정하였다. 그 결과는 표 4 ~ 표 6에 나타내었다.
[표 4] 등검은말벌 에탄올 추출물의 분획물의 항균 활성 평가
[표 5] 털보말벌 에탄올 추출물의 분획물의 항균 활성 평가
[표 6] 장수말벌 에탄올 추출물의 분획물의 항균 활성 평가
그 결과, 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물에서 강력한 항균 활성이 나타났으며, 그람 양성세균, 그람음성세균 및 진균 모두에 대해 항균 활성이 확인되었다. 반면, 장수말벌의 경우 에틸아세테이트 분획물의 경우 Bacillus subtilis에 대해서만 항균 활성이 나타났으며, 부탄올 분획에서 그람 음성세균에 대한 항균 활성이 확인되었다. 상기의 결과는 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물은 식중독 유발균, 병원성 균들의 제어에 효과적으로 이용 가능함을 제시하고 있다.
실시예 6: 말벌 추출물 및 분획물의 적혈구 용혈활성 평가
등검은말벌, 털보말벌 및 장수말벌 추출물과 이의 분획물의 급성독성을 평가하기 위해 인간 적혈구 용혈 활성을 평가하였으며, 그 결과는 표 7에 나타내었다. 이때, 용혈 활성은 기존의 보고(손호용 외, 2014년 ㆍKorean J. Microbiol. Biotechnol. 42: 285-292)에 준해 평가하였으며, 간단하게는 PBS로 3회 수세한 인간 적혈구 100μl를 96-well microplate에 가하고 다양한 농도의 시료용액 100μl를 가한 다음 37℃에서 30분간 반응시켰으며, 이후, 반응액을 10분간 원심분리(1,500rpm)하여 상등액 100μl를 새로운 microtiter plate로 옮긴 후 용혈에 따른 헤모글로빈 유출 정도를 414nm에서 측정하였다. 시료의 용매 대조구로는 DMSO(2%)를 사용하였으며, 적혈구 용혈을 위한 실험 대조구로는 Triton X-100(1mg/ml)를 사용하였다. 용혈 활성은 다음의 수식을 이용하여 계산하였다.
[표 7] 등검은말벌, 털보말벌 및 장수말벌 추출물 및 이의 분획물의 인간 적혈구 용혈 활성
표 7에 나타난 바와 같이, 대조구로 사용된 DMSO와 물은 용혈 활성이 없었으며, triton X-100은 1mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다. 항암제로 이용되고 있는 엠포테리신 B의 경우 0.025mg/ml 농도에서 59% 이상의 적혈구를 용혈시켰다. 한편, 등검은말벌 및 장수말벌 추출물 및 이의 분획물들을 1.0mg/ml 농도에서도 적혈구 용혈현상이 나타나지 않았으며, 털보말벌 역시 에틸아세테이트 분획물을 제외하고는 전혀 적혈구 용혈현상이 나타나지 않았다. 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물은 1.0mg/ml 농도에서 약 8.8%의 적혈구 용혈현상을 나타내었으나, 독성을 나타낼 정도는 아니었다. 따라서, 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물은 별도의 급성 독성을 나타내지 않을 것으로 판단된다.
실시예 7: 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물의 혈장, 산 및 열 안정성 평가
상기 실시예 4에서 얻은 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 대상으로 항균 활성에 대한 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 상기 분획물은 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서의 1시간 처리시에도 항세균 및 항진균 활성의 심각한 소실 없이 우수한 활성을 유지하였다. 따라서, 등검은말벌 및 털보말벌 추출물의 에틸아세테이트 분획물은 다양한 식품, 화장품, 의약품 가공 공정하에서도 우수한 항균 활성을 유지할 것으로 예상된다.

Claims (4)

  1. 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax) 및 털보말벌(Vespa simillima simillima Smith)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 말벌 에탄올 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
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